A Raman-Heterodyne Study of the Hyperfine Interaction of the Optically-Excited State $^5$D$_0$ of Eu$^{3+}$:Y$_2$SiO$_5$
在最近的工作中，在Y $_2$ SiO $_5$晶体中的位置1处取代钇的$^{151}$ Eu $^{3+}$的自旋相干时间已延长至6小时[ \textit{Nature} \textbf{517}，177（2015）]。为了使这种长寿命的自旋相干性用于光量子存储器应用，我们使用拉曼外差检测的核磁共振实验表征了光激发态$^5$ D $_0$的超精细相互作用。根据在200个不同取向的磁场中获得的实验谱，拟合了激发态和基态的有效自旋哈密顿量。为了证明拟合参数的正确性和在量子存储协议中的潜在应用，我们还描述了基态超精细相互作用，并预测了产生6小时长的相干时间的临界磁场。得到了临界磁场下$^7$ F $_0$基态和$^5$ D $_0$激发态的完整能级结构。这些结果为量子存储协议的设计和光抽运策略的优化提供了理论依据，为实现长寿命光子量子存储器提供了理论依据。
2018-01-28 quant-ph
Long-lived quantum coherence of two-level spontaneous emission models within structured environments
研究了结构化环境中二能级自发发射模型的长寿命量子相干性。在渐近非马尔可夫动力学下，系统的种群与水库的谱密度之间通过一般的函数关系联系起来。我们明确指出，保存量子相干性，通过纠缠和量子不和谐的概念，与欧姆类水库的光谱参数，然后展示如何实现它们最佳。我们希望这些结果有助于油藏工程的目的是提高静态量子相干性在嘈杂的环境。
2013-08-26 quant-ph
An alternative realization of spontaneous emission cancelation via Field Generated Coherence (FGC)
与传统的自发产生相干（SGC）方法不同，提出了一种基于场产生相干（FGC）的自发发射消除原子方案。在这种四场驱动的五能级原子系统中，易于实现外部可控的实验囚禁条件。因此，由于FGC的钠D2线的上三个紧密间隔的超精细衰变状态的集合的中心修饰的\emph{bare-energy-state}的衰变在捕获条件下被完全抵消，表现出\textit{dark bare-energy-state} %的新现象。扩展到简单概率损失的原子系统，基于钠D1线，明亮的原子也可以在其捕获条件下变暗，代表另一种实验上可行的，新颖的和有趣的现象。
2013-03-21 quant-ph
Transverse coherence of photon pairs generated in spontaneous parametric down-conversion
利用iCCD相机对自发参量下转换产生的下转换光束的相干特性进行了详细的研究。实验结果进行了比较，从一个理论模型开发的高斯横向轮廓的脉冲泵浦。结果允许使用泵浦场和晶体参数来定制信号光子和闲频光子的相关区域的形状。作为一个例子，实验研究了由双峰泵浦场谱引起的关联区分裂。
2010-03-05 quant-ph
A numerical study of the spatial coherence of light in collective spontaneous emission
本文数值研究稀薄原子系综集体自发辐射的光空间相干性，其由亚辐射主导，不依赖粒子数反转，关键品质因数为 N/(L/λ)。
2024-08-20 quant-ph
Influence of pump coherence on the quantum properties of spontaneous parametric down-conversion
在自发参量下转换中，泵浦光场的相关特性决定了产生的信号光子和闲频光子的纠缠程度。我们从理论上发现，只有当抽运光的相干性足够高时，这些光子的横向位置和动量才能实现连续变化的纠缠。信号光子和闲频光子的位置被发现是相关的，即使对于非相干泵浦。然而，信号光子和闲频光子的动量不是反相关的，即使横向动量守恒。
2018-07-12 quant-ph
Cavity-induced coherence effects in spontaneous emission from pre-Selection of polarization
自发发射可以在能级相近的多能级原子中产生相干辐射，但条件是原子偶极矩阵元是非正交的。这种情况在原子系统中很少出现。我们报告的可能性绕过这个条件，从而创造相干性，让原子与正交偶极子相互作用的一个预先选定的极化腔模式，而不是自由空间真空的真空。导出了模型四能级原子系统约化密度算符的主方程，并得到了描述干涉效应的解析解。我们报告的量子拍结构的人口。
1999-03-28 quant-ph
Phase-controlled atom-photon entanglement in a three-level V-type atomic system via spontaneously generated coherence
利用原子约化熵研究了V型三能级量子系统中原子-光子纠缠的动力学行为。结果表明，在稳态下，原子与光子之间存在纠缠，但在一定条件下，原子与光子之间也可以实现退纠缠。结果表明，在存在自发发射诱导的量子干涉时，约化熵和原子-光子纠缠是相位相关的。当完全考虑由自发发射引起的量子干涉时，也得到了非稳态解。
2012-10-12 quant-ph
Effect of chromatic dispersion induced chirp on the temporal coherence property of individual beam from spontaneous four wave mixing
光子对的光谱相关特性决定了单个信号光或闲频光的时间相干性，这对于实现独立光源间的量子干涉至关重要。为了了解啁啾对时间相干特性的影响，通过在脉冲泵浦光和单个信号光（闲频光）中引入不同啁啾量，进行了两组实验研究。第一种方法是基于光纤中的自发四波混频，测量了滤波后的单个信号光的强度关联函数随泵浦啁啾的变化，它表征了信号光的时间相干性。结果表明，泵浦光的啁啾降低了泵浦光的时间相干性。第二个实验中，我们用两个不同光纤中产生的信号光进行了Hong-Ou-Mandel型双光子干涉实验。结果表明，单个光束的啁啾不改变时间相干度，但影响时间模式匹配。为了获得高的可见度，除了通过最小化泵浦啁啾来提高相干度之外，还应该通过管理单个光束的啁啾来优化模式匹配。
2011-05-18 quant-ph
Phase-accumulating hyperfine strain sensing with rare-earth-ion phase memories
Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）
该研究提出一种利用稀土离子晶体长寿命超精细相干性进行应变传感的方案，通过相位控制射频脉冲和动态去耦实现相位累积，从而测量非克莱默稀土掺杂材料中难以直接获取的基态超精细跃迁应变位移。
2026-09-28 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Entanglement, coherence, and redistribution of quantum resources in double spontaneous downconversion processes
研究了由两个共享一个闲频的自发参量下转换过程产生的双压缩三重高斯态的性质。我们给出了一个完整的描述的所有分区的量子相关性，以及真正的多体纠缠，获得大多数感兴趣的数量的解析表达式。我们发现，除了直接压缩的模之间的二分纠缠外，该态还包含真正的三分纠缠。我们还研究了共闲频模中光子的零差探测效应，并分析了剩余两个信号模的最终约化态。我们发现，这种测量导致两个信号模式的相干性转换为纠缠，这种现象可以被视为模式之间的量子资源的重新分配。讨论了这些结果在量子光学和电路量子电动力学平台中的应用。
2017-06-21 quant-ph
Single spontaneous photon as a coherent beamsplitter for an atomic matterwave
在自发发射中，处于激发态的原子经历到基态的跃迁并发射单个光子。与发射相关联的是由于光子反冲而引起的原子动量的变化。光子发射可以在靠近表面和空腔的地方进行修改。对于一个离子，定位在前面的镜子，发射的共振荧光的相干性已被报道。在自由空间实验中，自发发射破坏了运动相干性。在这里，我们报告的运动相干创建一个单一的自发发射事件接近镜面。用原子干涉法验证了原子自由运动的相干性。光子可以被看作是原子物质波的分束器，因此我们的实验扩展了爱因斯坦最初的反冲狭缝Gedanken实验的情况下，狭缝是在一个强大的相干叠加的两个反冲与两个路径的量子。
2012-09-27 quant-ph
Coherent spin dynamics of hyperfine-coupled vanadium impurities in silicon carbide
量子技术的进步在很大程度上是通过金刚石中的氮空位中心实现的。然而，它的部分性质是不理想的，这推动了对其他自旋活性晶体缺陷的研究。其中一些具有更强的自旋轨道和超精细耦合的能量标度，但这如何影响它们的自旋相干性却很少探索。碳化硅中的钒就是这样一种系统，其在电信波长的光发射和与半导体工业的兼容性具有技术兴趣。在这里，我们展示了相干自旋动力学的钒缺陷周围的时钟过渡，研究而孤立，或耦合到邻近的核自旋的合奏。我们发现自旋退相时间高达7.2 $μ$ s，并通过自旋回波研究相干寿命远远超过几十微秒。我们展示了操作点，其中强耦合到相邻的核自旋不妥协的中心钒自旋的相干性，这确定了如何将这些可以作为一个相干的自旋寄存器。我们的研究结果是相关的理解具有类似的能量尺度和晶体对称性，目前在金刚石，碳化硅和六方氮化硼探索的缺陷的广泛类别。
2022-10-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Analysis of dephasing mechanisms in a standing wave dipole trap
详细研究了铯原子在远离共振的驻波光偶极阱中超精细相干态退相的机制[S。Kuhr等人，物理修订信函91，213002（2003）]。利用Ramsey光谱和自旋回波技术，我们测量了基态相干态的可逆和不可逆退相时间。我们提出了一个分析模型来解释实验数据，并确定均匀和非均匀的退相机制。我们的计划，以准备和检测的原子超精细态适用于一个单一的原子以及高达50个原子的合奏水平。
2005-05-02 quant-ph
Coherence of Microwave and Optical Qubit Levels in Neutral Thulium
本文证明中性铥原子兼具超精细编码与类碱土丰富能级优势，实现创纪录的基态量子比特相干时间及亚稳态光学态操作，为铥基量子计算奠定基础。
2025-08-18 physics.atom-ph quant-ph
Temporal-order-driven asymmetric quantum interference and temporal coherence enhancement in spontaneous six-wave mixing
针对自发六波混频三光子W态缺乏严格理论的问题，本文建立五能级冷原子EIT系统的解析框架，揭示时间顺序导致的非对称三重符合量子干涉。
2025-10-18 quant-ph
Detection of long-range coherence in driven hot atomic vapors by spin noise spectroscopy
本研究通过自旋噪声光谱探测双光场驱动的热铷原子，发现非厄米Floquet晶格模型可描述塞曼态间相干性，并观察到长程相干随间距指数衰减。
2025-10-06 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Collision induced coherence in plasma and Branching Ratio in multilevel system
我们的工作是基于两个光跃迁的两个衰变通道的碰撞诱导相干性，泵浦过程的量子干涉产生暗态，越多的原子被泵浦到这个碰撞诱导暗态，对自发发射的抑制就越强。这种抑制的效率通过将其与以规则方式进行的紫外跃迁上的自发发射进行比较来量化。引入可见光和紫外光两个跃迁的分支比作为自发发射对可见光跃迁抑制程度的有效度量。我们的初步计算表明，分支比随电子密度的增加而显著减小。
2018-12-04 quant-ph
Atomic spatial coherence with spontaneous emission in a strong coupling cavity
讨论了强耦合条件下，二能级原子与泵浦微腔相互作用中的自发发射的作用。特别地，我们利用量子蒙特卡罗模拟研究了原子的空间相干性。发现原子的自发发射破坏了相邻格点间的相干性，而腔的衰变并不破坏。此外，我们的空间相干函数的计算表明，在现场局域性的影响不大的腔衰减，但很大程度上取决于腔泵的振幅。
2010-07-06 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Spatial Coherence of Light in Collective Spontaneous Emission
该研究发现含11,000个辐射原子的光学薄系综可不经粒子数反转和受激辐射，而依靠Dicke超辐射与亚辐射的集体耦合自发产生空间相干光。
2021-12-14 physics.optics quant-ph
Ideal refocusing of an optically active spin qubit under strong hyperfine interactions
本文利用晶格匹配的GaAs-AlGaAs量子点器件消除应变不均匀性，结合高保真光学pi-pulse门实现动力学解耦，将电子自旋相干时间延长近两个数量级至0.113(3) ms，实现了强超精细相互作用的理想重聚焦，为高相干自旋-光子接口奠定基础。
2022-06-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Errors in trapped-ion quantum gates due to spontaneous photon scattering
我们分析了在囚禁离子、超精细量子比特、量子门中由于光子从门激光束的自发散射而引起的误差。我们研究了基于受激拉曼跃迁的单量子比特旋转和基于自旋相关的光偶极力的双量子比特纠缠相位门。这种错误之间的比较不同的离子物种目前正在研究可能的量子信息载体。对于这两种门类型，我们表明，与现实的激光功率的散射误差可以降低到低于当前的容错误差阈值的估计。
2007-01-30 quant-ph
High photon number path entanglement in the interference of spontaneously downconverted photon pairs with coherent laser light
我们表明，下转换光子对和相干激光光子之间的量子干涉可以产生一个最大路径纠缠N光子输出组件，保真度大于90%的任意高的光子数。因此，简单的分束器操作可以将下转换光的2光子相干性转换为几乎最佳的N光子相干性。
2007-08-23 quant-ph
Laserless trapped-ion quantum simulations without spontaneous scattering using microtrap arrays
我们提出了一个架构和方法，大规模的量子模拟使用超精细态的捕获离子在一个任意布局的微阱阵列与激光相互作用。在每个位置处捕获离子，并且电极结构提供仅使用局部产生的微波和射频场的单个和成对演化算子的应用。在演化过程中避免短暂的原子能级有效地消除了由于自发散射引起的误差;这可能允许基于捕获离子的量子模拟器缩放到比目前估计的大得多的系统。这样的配置也可以特别适合于具有捕获离子簇状态的单向量子计算。
2008-03-13 quant-ph
Gravitational time dilation induced decoherence during spontaneous emission
研究了引力时间膨胀和原子能级间的自发发射引起的量子叠加态的退相干。已经证明引力时间膨胀可以是一个普遍的退相干源。在这里，我们只考虑在自发发射的情况下引力时间膨胀引起的退相干。由于时间膨胀改变了粒子两个位置发射光子的相干性，从而得到粒子位置态的相干性依赖于参考系。改变光场的方向也会导致量子叠加相干性的差异。为了观察主要由引力时间膨胀引起的退相干效应，可以利用延时反馈来增加粒子叠加态的退相干。
2015-10-30 quant-ph
Antilocalization in Coherent Backscattering of Light in a Multi-Resonance Atomic System
本文报道了超冷原子气体样品中弱定域光反定域的理论预言。计算和蒙特卡罗模拟表明，对于85 Rb原子超精细跃迁附近的选定光谱范围，多重光散射中通过非简并超精细能级的光学跃迁中的量子相干性在其他相互散射路径中产生相消干涉.这种效应导致增强因子小于统一的相干后向散射几何形状，并建议在超冷原子蒸气增强光的扩散的可能性。
2004-07-07 quant-ph
An intrinsic limit to quantum coherence due to spontaneous symmetry breaking
研究了自发对称性破缺对多粒子量子系统退相干的影响。这个退相干过程中分析了一个完全可解的模型系统，这是已知的对称性破缺宏观系统的平衡代表。结果表明，自发对称性破缺对系统保持量子相干的时间施加了基本限制。这个普遍的时间尺度是$t_{spon} \simeq 2πN \hbar / (k_B T)$，以微观自由度$N$、温度$T$、普朗克常数（$\hbar$）和玻尔兹曼常数（$k_B$）的形式给出。
2005-07-11 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Spontaneous, collective coherence in driven, dissipative cavity arrays
我们研究了一组耗散隧穿耦合腔，每个腔与一个非相干泵浦的二能级发射体相互作用。对于腔在激光制度，我们发现之间的相关性的光场的遥远的腔，尽管耗散和不相干的性质的泵浦机制。对于任何维度的阵列，这些相关性随距离呈指数衰减，但随着相邻腔之间光子隧穿的增加而变得越来越长。相互作用为主的和隧道为主的制度表现出显着不同的缩放的相关长度始终保持有限的，由于有限的光子捕获时间。我们提出了一系列的观察到的特征自发建立的集体一致性的系统。
2014-02-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optical spin control and coherence properties of acceptor bound holes in strained GaAs
半导体中的空穴自旋是电子自旋的潜在量子比特替代品。在像GaAs这样的核自旋丰富的基质晶体中，空穴自旋与原子核的超精细相互作用比电子弱得多，导致可能更长的相干时间。在这里，我们演示了光泵浦和相干人口捕获的应变GaAs外延层中的受体束缚空穴。我们发现$μ$ s尺度的纵向自旋弛豫时间T $_1$和非均匀退相时间T $_2^*$为$\sim$ 7~ns。我们将自旋弛豫机制归结为面内磁场中通过形变势的空穴-声子相互作用和重空穴-轻空穴混合的综合效应。我们将短T $_2^*$归因于应变不均匀性引起的g因子展宽。根据这些机理对T $_1$和T $_2^*$进行了定量计算，并与实验结果进行了比较。虽然超精细介导的退相干被减轻，我们的研究结果突出了重要的贡献，应变弛豫和退相的受体结合的空穴自旋。
2020-12-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spontaneous creation and persistence of ground-state coherence in a resonantly driven intra-cavity atomic ensemble
在腔内Rb原子系综中，观察到基态相干的自发产生和持续。我们的系统实现了一个量子擦除器，其中第一个光子的检测准备叠加的基态塞曼子能级，而第二个检测擦除存储的信息。拍频出现在时间延迟的光子-光子符合率（强度关联函数）中。我们从理论上和实验上研究了拍频作为系统参数的函数，发现它们对诸如自发发射等扰动具有显著的鲁棒性。尽管拍频最简单地通过单原子介导的量子干涉产生，但在我们的腔内实验中，涉及原子对的散射路径也会发生干涉。我们提出了一个详细的模型，它确定了所有的干扰源，并占实验现实，如不完美的预泵浦的原子束，腔双折射，和过境的原子在整个腔模式。
2012-11-27 physics.atom-ph quant-ph
Decoherence-Free Subspaces Cannot Prevent the Collapse of Wave Functions
该研究分析无消相干子空间对量子相干性的保护作用，证明其无法防止自发波函数坍缩，因而维持相干性只能依赖主动纠错。
2024-05-11 quant-ph
Long-lifetime coherence in a quantum emitter induced by a metasurface
在原子$V$跃迁的自发发射过程中，各向异性量子真空（AQV）会引起量子干涉[G. S. Agarwal，Phys. Rev. Lett. 84，5500（2000）]。然而，有限的寿命的激发态预计将强烈限制这种现象的可观察性。在本文中，我们预测，AQV可以诱导一个长寿命的相干原子$Λ$ -跃迁的过程中的自发发射，这有一个额外的优点，消除了需要相干激光激发。我们还进行了两个元表面的设计，并比较各自的效率，在远程创建一个AQV。对超表面引起的这种相干性的检测，除了是量子电动力学的另一个证明之外，还可以为量子发射器之间的相干耦合的远程控制铺平道路，这是在量子技术应用中产生纠缠的关键要求。
2020-02-03 quant-ph
Strong Coherent Light Amplification with Double Electromagnetically Induced Transparency Coherences
实验研究了在强耦合场、信号场和弱探测场驱动下，三脚架型原子中探测场的相干放大。我们通过双电磁诱导透明（DEIT）抑制共振和近共振探针的线性和非线性原子吸收。结合超精细基态之间受温度或原子密度控制的布居数转移（ToP）和吸收抑制的优点，我们可以通过低强度信号场泵浦的受激拉曼散射（SRS）诱导探针的近共振放大。由于增加的ToP速率，SRS的初始和最终状态的增加的布居数差异，以及在光学厚铯蒸气中的第二EIT窗口处的减少的吸收，引起高效的相干放大。
2017-07-29 quant-ph
Does Measurement Necessarily Destroy Coherence?
有人提出，量子力学中的测量是测量仪器对称性自发破缺的结果，并且可能是保持相干性的幺正过程。从这个角度来看，有人认为，非破坏性测量应该保持这种一致性，并且是可逆的。结果表明，实验与最大纠缠的二分态确实可以区分投影和幺正测量。
2011-09-23 quant-ph
Measurement-Induced Collective Vibrational Quantum Coherence under Spontaneous Raman Scattering in a Liquid
针对液体中自发斯托克斯散射后分子系综的量子态描述问题，本文通过时间分辨斯托克斯–反斯托克斯双光子符合测量证明其为集体振动量子相干叠加而非个体激发混合态。
2022-10-01 physics.optics quant-ph
Second-order coherence properties of amplified spontaneous emission from a high-power tapered superluminescent diode
研究了带横向锥形放大器的高功率多量子阱超辐射发光二极管在有反馈和无反馈时的二阶相干度。当在外腔中工作时，当锥形部分的注入电流增加时，二阶相干度从几乎热的情况g $^{(2)}$（0）$\approx$ 1.9变为最相干的情况g $^{(2)}$（0）$\approx$ 1.2。我们发现在阈值附近和阈值以下与半经典激光理论有很好的一致性，而在激光阈值以上观察到略高的g $^{(2)}$（0）。作为一个自由运行的设备，超辐射发光二极管产生了超过400 mW的光输出功率与良好的空间光束质量的$M^2_{slow} < 1.6$。在这种情况下，DSOC仅从低功率时的1.9略微下降到最大输出功率时的1.6。据我们所知，这是第一次调查的高功率锥形超辐射发光二极管的二阶相干程度。这样的设备对于探测二阶相干函数的真实世界应用（诸如重影成像）可能是有用的。
2017-09-18 physics.optics quant-ph
The roles of quantum coherence in thermodynamic processes
与两组不同的本征基矢量的叠加有关的量子相干性在热力学中被认为是必不可少的。研究发现，相干因子可以通过将观测量作为系统密度算符和哈密顿量的基矢量展开来确定。我们揭示了相干性在有限时间热力学过程中的作用，如自旋进动和光子的自发发射。结果表明，自旋旋进过程中的功和自发发射过程中的热主要由相干产生。
2022-01-28 cond-mat.stat-mech quant-ph
Influence of Hyperfine Interaction on the Entanglement of Photons Generated by Biexciton Recombination
从理论上研究了双激子在量子点中级联复合产生的光的量子态，包括激子精细结构分裂（FSS）和电子-核自旋超精细相互作用.在理想情况下，发射的光子在偏振中纠缠，使得双激子复合过程成为量子通信和计算的不断发展的领域所必需的纠缠光子的候选源。量子点中激子态的相干性受到有限FSS和超精细相互作用的影响，超精细相互作用通过称为Overhauser场的有效磁场实现。我们调查的两个源的退相干的影响，并发现，虽然结合随机激子寿命的FSS是负责的纠缠的主要损失，这两个影响不能被最小化独立于彼此。此外，我们研究了通过部分极化核自旋和施加外部磁场来减少来自Overhauser场的退相干的可能性。我们发现纠缠的增加依赖于核自旋极化的程度以及方向。
2015-10-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spontaneous Raman Scattering under Vibrational Strong Coupling: The Critical Role of Polariton Spatial Mode Coherence
Université de Strasbourg, CNRS, Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg（斯特拉斯堡大学）；Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS, Institut Lumière Matière（里昂第一大学）
本文建立微观量子框架，阐明振动强耦合下拉曼响应由腔-振动空间模式重叠决定，并解释均匀腔与准二维层中拉曼峰的差异。
2026-09-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Wavelet-resolved coherence beats in the Overhauser field of a thermal nuclear spin ensemble
这项工作引入了所谓的同步压缩小波变换，揭示了偶极波动的热合奏的核自旋在金刚石晶体结构，超精细耦合到一个中心的自旋。利用集团关联展开法计算两点关联函数，得到了核自旋浴相干动力学的原始时间序列。动力学可以方便地分析根据零，单，双量子跃迁来自偶极成对自旋翻转。我们发现，在早期的行为时，在自旋系综的相干性被保存，欧弗豪泽场的波动调制的偶极-偶极诱导的小的非均匀失谐的近共振跃迁内浴。由此产生的拍频在相对较长的时间间隔内延伸，其特征在于尺度图上同时揭示了核自旋噪声的时间和光谱行为。此外，影响更快动力学的第二种拍频很容易辨别，它源于每个原子核与中心自旋的超精细耦合的不均匀扩散。此外，浴内的任何四极核都印刻为驻留在零量子信道中的跳动。核自旋环境可以通过定向超精细轴来定向探测。因此，关于围绕中心自旋的紧密分离的自旋团簇的关键空间信息是可访问的。因此，基于小波的后处理可以促进近端核自旋的识别，如由它们在尺度图上的独特跳动模式所揭示的。最后，当这些功能是压倒无论是弱耦合或强耦合的经典噪声源，我们证明了阈值技术在小波域去噪污染的尺度图的功效。
2022-03-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Coherence Preserving Leakage Detection and Cooling in Alkaline Earth Atoms
针对光镊原子量子平台的泄漏、加热等误差问题，提出利用类碱土原子核自旋编码结合失谐荧光/共振缀饰方案，实现保相干的QND式泄漏检测与再冷却，助力容错量子计算。
2024-10-30 physics.atom-ph quant-ph
Coherence and decoherence in photon spin-qubit entanglement
我们研究了具有非简并下能级的$Λ$系统中自发产生相干和光子自旋量子比特纠缠或“飞行量子比特”的动力学。比较了频率纠缠和频率和偏振纠缠的情况，分析了约化密度矩阵和纠缠熵。我们详细探讨了当量子比特态之间的能量差大于激发态的线宽时，哪条路径信息是如何抑制相干性的。提供了一个框架来描述完整的动力学自发产生的相干性和（理想）光电探测获得后测量量子位密度矩阵。实现了一个简单的光电探测模型，该模型利用量子擦除器来抑制探测测量中的路径信息。发现这种量子擦除器净化了与最近的实验建立联系的测量后量子比特密度矩阵。
2013-03-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Co-optimization of spin coherence and valley splitting in Si/SiGe heterostructures
University at Buffalo, SUNY（纽约州立大学布法罗分校）；University of California – Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
通过密度泛函理论优化Si/SiGe异质结构，发现窄量子阱（3-4 nm）和低同位素浓度（50 ppm）可实现谷分裂>500 μeV和自旋退相时间>15 μs。
2026-05-29 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Long-time electron spin storage via dynamical suppression of hyperfine-induced decoherence in a quantum dot
在量子点中，通过使电子经历合适的动态退耦序列，可以显著增加由核自旋环境引起的电子自旋退耦的相干时间。我们分析了高层次的解耦协议的性能，通过使用分析和精确的数值方法相结合，并特别注意大脉冲间延迟和长时间的动态，这是超出了标准的平均哈密顿理论描述的制度。我们证明，动态解耦可以保持有效的远远超出其正式域的适用性，并发现，利用级联设计的协议提供了最佳的性能，该系统在相关的参数范围内。在初始电子状态是已知的情况下，能够完全冻结退相干在很长一段时间的协议的构建和特征。还评估了系统和对照非理想性的影响，包括浴内偶极相互作用、磁场偏置和浴极化以及系统脉冲缺陷的影响。虽然小的偏置场和小的浴极化降低了去耦保真度，但增强的性能和时间调制来自于强的施加场和高极化。总体而言，我们发现，如果控制参数的相对误差不超过5%，解耦协议仍然可以延长相干时间高达两个数量级。
2008-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Controlled coherent dynamics of [VO(TPP)], a prototype molecular nuclear qudit with an electronic ancilla
我们表明，[VO（TPP）]（四苯基卟啉氧钒）是一个很有前途的系统，适合实现量子计算算法的基础上编码的信息在多层次（qudit）单位。事实上，它嵌入了通过超精细相互作用耦合到核自旋7/2的电子自旋1/2，两者都具有显着的相干性。我们证明了这一点，通过广泛的宽带核磁共振研究，这使我们能够表征核自旋哈密顿量和测量自旋退相时间作为磁场的函数。此外，我们结合有针对性的测量和数值模拟表明，由电子量子比特状态调节的核自旋跃迁可以通过共振射频脉冲单独寻址和相干操纵，这要归功于非常长的相干时间和由强超精细耦合引起的有效四极耦合。这种方法可能为开发新的分子量子比特-量子系统开辟新的前景。
2021-03-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spontaneous superradiant photon current
本工作发现在具有对称性破缺的自旋-腔系统中，腔耗散与发射体相干性相互作用可自发产生从低频腔流向高频腔的反直觉稳态超辐射光子流，无需外部泵浦场。
2024-02-23 cond-mat.other quant-ph
On the relation between decoherence and spontaneous symmetry breaking
我们最近已经证明，由于自发对称性破缺，多粒子自旋量子比特的量子相干性是有限的。这些结果是由Lieb-Mattis自旋模型得出的。在这里，我们将表明，在具有自发对称性破缺的系统中，退相干的基本机制实际上是更一般的。本文提出了一种求解多粒子量子比特中与自发对称性破缺相关的退相干时间的通用方法，并将这种方法应用于两个模型系统，指出了这些模型中的连续对称性是如何自发破缺的，讨论了这种对称性破缺与稀疏谱的关系.然后，我们详细介绍了计算，导致的限制，量子相干性，这是由于在薄光谱的能量转移。
2006-06-06 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Controlling the spontaneous emission of a superconducting transmon qubit
我们提出了一个电路QED架构中的七个transmon量子比特的相干性的详细表征。我们发现，自发发射率的强烈影响，远离谐振腔的模式，可以理解内的半经典电路模型。仔细分析自发量子比特衰变到微波传输线腔中的过程，可以准确地预测量子比特的寿命，时间上超过两个数量级，频率上超过一个倍频程。相干时间$T_1$和$T_2^*$超过微秒的可重复性证明。
2008-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
From classical to quantum loss of light coherence
光是探测物质的宝贵工具，因为它可以捕捉系统的微观和宏观信息。在这里，我们报告的过渡从热（经典）的自发发射（量子）的宏观原子云的光相干性损失的机制。相干性是通过对原子样品散射光的强度-强度相关测量来探测的，跃迁是通过调节泵浦强度来调节热相干损失和自发发射之间的平衡来探测的。我们的研究结果说明了冷原子装置在研究宏观系统中的经典到量子跃迁方面的潜力。
2022-10-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
A classical model of spontaneous parametric down-conversion
我们将自发参量下转换（SPDC）建模为抽运场和假设的随机“真空”种子场的经典差频产生（DFG）。我们分析表明，从DFG过程中产生的场的二阶时空相关复制的信号场从SPDC。具体而言，对于低增益，该模型是一致的量子计算的信号光子的约化密度矩阵;和高增益，该模型的预测是在良好的协议与我们的实验测量的远场强度分布，轨道角动量谱，和波长谱的SPDC字段增加泵浦强度。我们进一步从理论上表明，该模型成功地捕获了二阶SU（1，1）干涉和诱导的相干效应在两个增益制度。有趣的是，该模型还正确地预测了在低增益制度的对象透射率的干涉可见度的线性缩放-一个功能，通常被视为诱导相干的非经典性的典型签名。我们的模型不仅可能导致新的基本见解的经典量子划分的背景下，SPDC和诱导的相干性，但也可以是一个有用的理论工具，许多实验和应用的基础上SPDC。
2022-01-11 physics.optics quant-ph
Robust storage qubits in ultracold polar molecules
具有长寿命相干性的量子态是量子计算、模拟和计量学的基础。在单重振转基态制备的超冷分子的核自旋态是编码和存储量子信息的一个很好的候选者。然而，重要的是要了解这些量子位的所有退相干来源，然后消除它们，以达到最长的相干时间。在这里，我们充分利用高分辨率的拉姆齐光谱学，在光学捕获的超冷气体的RbCs分子的存储量子位的退相干的主导机制。在对分子的超精细结构有了详细了解的指导下，我们将磁场调整到一对超精细态具有相同的磁矩的位置。这些状态形成量子位，其对磁场的变化不敏感。我们的实验揭示了一个意想不到的微分张量之间的状态，转动态的弱混合引起的光移。我们演示了如何通过设置线偏振陷阱光和所施加的磁场之间的角度为$\arccos{(1/\sqrt{3})}\approx55^{\circ}$的魔角来消除这种光偏移。这导致相干时间超过6.9 s（90%置信水平）。我们的研究结果揭示了超冷分子作为量子计算平台的潜力。
2021-03-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
